電磁流量計的相關知識介紹

1、電磁流量計的相關知識介紹:01電磁流量計的概述電磁流量計(ElectromagneticFlowmeters,簡稱EMF)是20世紀5060年代隨著電子技術的開展而迅速開展起來的新型流量測量儀表.電磁流量計是應用電磁感應原理,根據(jù)導電流體通過外加磁場時感生的電動勢來測量導電流體流量的一種儀器.02電磁流量計的結構電磁流量計的結構主要由磁路系統(tǒng)、測量導管、電極、外殼、襯里和轉換器等局部組成.磁路系統(tǒng)：其作用是產(chǎn)生均勻的直流或交流磁場.直流磁路用永久磁鐵來實現(xiàn),其優(yōu)點是結構比擬簡單,受交流磁場的干擾較小,但它易使通過測量導管內(nèi)的電解質液體極化,使正電極被負離子包圍,負電極被正離子包圍,即電極的極化

2、現(xiàn)象,并導致兩電極之間內(nèi)阻增大,因而嚴重影響儀表正常工作.當管道直徑較大時,永久磁鐵相應也很大,笨重且不經(jīng)濟,所以電磁流量計一般采用交變磁場,且是50HZ工頻電源鼓勵產(chǎn)生的.測量導管：其作用是讓被測導電性液體通過.為了使磁力線通過測量導管時磁通量被分流或短路,測量導管必須采用不導磁、低導電率、低導熱率和具有一定機械強度的材料制成,可選用不導磁的不銹鋼、玻璃鋼、高強度塑料、鋁等.電極：其作用是引出和被測量成正比的感應電勢信號.電極一般用非導磁的不銹鋼制成,且被要求與襯里齊平,以便流體通過時不受阻礙.它的安裝位置宜在管道的垂直方向,以預防沉淀物堆積在其上面而影響測量精度.外殼：應用鐵磁材料制成,是

3、分配制度勵磁線圈的外罩,并隔離外磁場的干擾.襯里：在測量導管的內(nèi)側及法蘭密封面上,有一層完整的電絕緣襯里.它直接接觸被測液體,其作用是增加測量導管的耐腐蝕性,預防感應電勢被金屬測量導管管壁短路.襯里材料多為耐腐蝕、耐高溫、耐磨的聚四氟乙烯塑料、陶瓷等.轉換器：由液體流動產(chǎn)生的感應電勢信號十分微弱,受各種干擾因素的影響很大,轉換器的作用就是將感應電勢信號放大并轉換成統(tǒng)一的標準信號并抑制主要的干擾信號.其任務是把電極檢測到的感應電勢信號Ex經(jīng)放大轉換成統(tǒng)一的標準直流信號.03電磁流量計的特點1、測量不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響；2、測量管內(nèi)無阻礙流動部件,無壓損,直管段要求較低

4、.對漿液測量有獨特的適應性；3、合理選擇傳感器襯里和電極材料,即具有良好的耐腐蝕和耐磨損性；4、轉換器采用新奇勵磁方式,功耗低、零點穩(wěn)定、精確度高.流量范圍度可達150:1;5、轉換器可與傳感器組成一體型或別離型；6、轉換器采用16位高性能微處理器,2x16LCD顯示,參數(shù)設定方便,編程可靠；7、流量計為雙向測量系統(tǒng),內(nèi)裝三個積算器：正向總量、反向總量及差值總量；可顯示正、反流量,并具有多種輸出：電流、脈沖、數(shù)字通訊、HART;8、轉換器采用外表安裝技術SMT,具有自檢和自診斷功能；9、測量精度不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的影響,傳感器感應電壓信號與平均流速呈線性關系,因此測量精

5、度高.10、測量管道內(nèi)無阻流件,因此沒有附加的壓力損失；測量管道內(nèi)無可動部件,因此傳感器壽命極長.11、由于感應電壓信號是在整個充滿磁場的空間中形成的,是管道載面上的平均值,因此傳感器所需的直管段較短,長度為5倍的管道直徑.12、轉換器采用國際最新最先進的單片機MCU和外表貼裝技術SMT,性能可靠,精度高,功耗低,零點穩(wěn)定,參數(shù)設定方便.點擊中文顯示LCD,顯示累積流量,瞬時流量、流速、流量百分比等.13、雙向測量系統(tǒng),可測正向流量、反向流量.采用特殊的生產(chǎn)工藝和優(yōu)質材料,保證產(chǎn)品的性能在長時候內(nèi)保持穩(wěn)定.04電磁流量計的使用方法電磁流量計有兩個運行狀態(tài)：自動測量狀態(tài)和參數(shù)設置狀態(tài).儀表通電時

6、,自動進入測量狀態(tài).在自動測量狀態(tài)下,電磁流量計自動完成各測量功能并顯示相應的測量數(shù)據(jù).在參數(shù)設置狀態(tài)下,用戶使用四個面板鍵,完成儀表參數(shù)設置.1、按鍵功能1.1 自動測量狀態(tài)下鍵功能下鍵：循環(huán)選擇屏幕下行顯示內(nèi)容；上鍵：循環(huán)選擇屏幕上行顯示內(nèi)容；復合鍵+確認鍵：進入?yún)?shù)設置狀態(tài)；確認鍵：返回自動測量狀態(tài)；測量狀態(tài)下,LCD顯示器比照度的調(diào)節(jié)：小液晶是通過復合鍵+上鍵或復合鍵+下鍵按數(shù)秒鐘；大液晶是通過調(diào)節(jié)大液晶反面的電位器來實現(xiàn).1.2 參數(shù)設置狀態(tài)下鍵功能下鍵：光標處數(shù)字減1;上鍵：光標處數(shù)字加1;復合鍵+下鍵：光標左移；復合鍵+上鍵：光標右移；確認鍵：進入/退出子菜單；確認鍵：在任意狀態(tài)

7、下,連續(xù)按下兩秒鐘,返回自動測量狀態(tài).注：1.使用復合鍵時,應先按下復合鍵再同時按住上土鍵或下鍵2 .在參數(shù)設置狀態(tài)下,3分鐘內(nèi)沒有按鍵操作,儀表自動返回測量狀態(tài).3 .流量零點修正的流向選擇,可將光標移至最左面的“+或“一用上鍵或下鍵切換使之與實際流向相反.4 .流量的單位選擇,可將光標移至流量量程設置菜單的原顯示的流量單位下,然后用土鍵或下鍵切換使之符合需要.2、參數(shù)設置功能鍵操作要進行電磁流量計參數(shù)設定或修改,必須使流量計從測量狀態(tài)進入?yún)?shù)設置狀態(tài).在測量狀態(tài)下,按復合鍵+確認鍵出現(xiàn)狀態(tài)轉換密碼0000,根據(jù)保密級別,按廠家提供的密碼對應修改.再按復合鍵+確認鍵后,那么進入需要的參數(shù)設置

8、狀態(tài).05電磁流量計安裝的相關要求電磁流量計簡單說是由流量傳感器變送器組成的.電磁流量計的安裝要求是一定要安裝在管路的最低點或者管路的垂直段,但是一定是在滿管的情況下,對直管段要求是前5D后3D,這樣才能保證電磁流量計的使用和對精度的要求.電磁流量計的測量原理不依賴流量的特性,如果管路內(nèi)有一定的湍流與漩渦產(chǎn)生在非測量區(qū)內(nèi)如：彎頭、切向限流或上游有半開的截止閥那么與測量無關.如果在測量區(qū)內(nèi)有穩(wěn)態(tài)的渦流那么會影響測量的穩(wěn)定性和測量的精度,這時那么應采取一些舉措以穩(wěn)定流速分布：1.增加前后直管段的長度；2.采用一個流量穩(wěn)定器；3.減少測量點的截面.1 .對外部環(huán)境的要求1.1. 流量計應預防安裝在溫

9、度變化很大或受到設備高溫輻射的場所,假設必須安裝時,須有隔熱、通風的舉措.1. 2.流量計最好安裝在室內(nèi),假設必須安裝于室外,應預防雨水淋澆,積水受淹及太陽暴曬,須有防潮和防曬舉措.1.3. 流量計應預防安裝在含有腐蝕性氣體的環(huán)境中,必須安裝時,須有通風舉措.1. 4.為了安裝、維護、保養(yǎng)方便,在流量計周圍需有充裕的安裝空間.1.5. 流量計安裝場所應預防有磁場及強振動源,如管道振動大,在流量計兩邊應有固定管道的支座.2.管道式電磁流量計2. 1.對直段的要求為了改善渦流與流場畸變的影響,流量計安裝的前、后直管段長度有一定要求,否那么會影響測量精度也可安裝整流器,盡量預防在靠近調(diào)節(jié)閥和半開閥門

10、之后安裝.2. 2.對工藝管的要求流量計對安裝點的上、下游工藝管有一定的要求,否那么影響測量精度.a.上、下游工藝管的內(nèi)徑與傳感器的內(nèi)徑相同,并應滿足：0.98DNWDW1.05DM中DN:傳感器內(nèi)徑,D:工藝管內(nèi)徑b.工藝管與傳感器必須同心,同軸偏差應不大于0.05DN2 .3.旁通管的要求為了方便檢修流量計,最好為流量計安裝旁通管,另外,對重污染流體及流量計需清而流體不能停止的,必須安裝旁通管.a.方便流量計的檢修b.對重污染流體必須安裝c.流體不能停止而流量計需清洗3 .插入式電磁流量計安裝要求3. 1.對直管段的要求入口/出口直管段：入口應10XDN出口應5XDN4. 2.對接地點要求

11、為了使儀表可靠的工作,提升測量精度,不受外界寄生電勢的干擾/傳感器應有良好的接地,接地電阻小于10.假設金屬管道接地良好時,無須專設接地裝置3.3對安裝位置要求如圖所示插入電磁流量計根據(jù)現(xiàn)場管路情況不一,不加裝球閥的流量計,應在不帶壓倒管路上安裝即不帶壓安裝可選擇不加裝球閥的流量計,在管道上開孔直徑50,準備把連接焊管焊接在管道的開孔上；對于要求不斷流裝卸或不允許介質溢出的場合,須加裝球閥,即選擇帶球閥結構的插入式電磁流量計；在管道上開孔直徑50,準備把連接焊管焊接在管道的開孔上.插入式電磁流量計選型測量范圍：推薦使用范圍：0.5m/s10m/s連續(xù)可調(diào).最大使用范圍：0.2m/s15m/s連

12、續(xù)可調(diào)信號輸出：1、開關量可設為：脈沖輸出最高1000HZ;高/低流量報警；空管報警；流量方向示意；故障報警；2、電流輸出：4-20mA輸出組態(tài)方式：1、通過三個手動鍵現(xiàn)場組態(tài).2、通過遙控器現(xiàn)場組態(tài).3、通過手操器進行現(xiàn)場組態(tài).記憶：EEPROM不會消失之記憶體,無需電池保存.說明電磁流量計廣泛應用于污水,氟化工,生產(chǎn)用水,自來水行業(yè)以及醫(yī)藥,鋼鐵等等諸多方面.由于原理決定了它只能測導電液體.雖說它在可靠性和穩(wěn)定性方面都比其它種類的流量計要好許多,但客戶在實際使用過程中,還是會發(fā)生一些問題,下面我就電磁流量計在選型和安裝上詳細說一下：一,和其它流量計一樣,雖然電磁流量計它的測量范圍比是30:

13、1,比渦街流量計和差壓式流量計都要高,但也是有限制的,許多客戶定表時,常常把它和水表相比擬,以為可以測量很低的流速,一般情況下,它只能測0.1m/s.低于此流速電磁流量計就很難正確測量.所以定貨初期對流量范圍比要搞清楚.定貨時不能按原先管道口徑來定貨,最好按你實際流量來定儀表口徑.二,和其它流量計一樣,電磁流量計對安裝前后直管道也有要求,只不過比其它類流量計要求更低,但最關健一點要滿足：就是滿管,再滿管.不滿管的情況下容易引起流量計亂跳：三,和其它流量計一樣,電磁流量計也有防護等級,一般一體式的防護等級為IP65,分體式的為IP68針對傳感器而言,如果客戶對儀表安裝環(huán)境有要求,安裝地點在地下陰

14、井或其它一些潮濕的地方,建議客戶選用分體式的.以免選錯對儀表造成損害.四,電磁流量計可以測腐蝕性液體,但定貨初期客戶要正確提供其它測量介質屬性,以免選型時對電極選型上的錯誤,導致傳感器在后期使用過程中報廢,給客戶帶來不便和經(jīng)濟上的損失.五,電磁流量計雖說可靠性比擬好,一般情況下不會損壞,但由于其原理決定,傳感器電極外表一直和液體接觸,時間久了,電極外表比擬容易受污染.所以電磁流量計一般情況下,客戶有條件拆的情況下,建議一年到一年半之間拆出來清洗一次電極以保證流量計整機的測量精度.任何儀器儀表都是需要保養(yǎng)的,電磁流量計也不例外.六,在主管線是垂直管線時,一般情況下,要求水流是自下而上,盡量不要自

15、上而下.后者容易引起流量波動比擬大.安裝除了滿管以外,這點也是很重要的,其次就是前后直管道的品巨離了O選擇便于維修,活動方便的地方.流量計應安裝在水泵后端,決不能在抽吸側安裝；閥門應安裝在流量下游側.06電磁流量計的工作原理電磁流量計根據(jù)法蘭第電磁感應原理,在與測量管軸線和磁力線想垂直的管壁上安裝了一對檢測電極,當導電液體沿測量管軸線運動時,導電液體切割磁力線產(chǎn)生感應電勢,此感應電勢由兩個檢測電極檢出,數(shù)值大小與流速成正比例,其值為：E=B*V*D*K,其中,E為感應電勢,B為磁感應強度,V為導電液體平均流速；D為電極間距；K為磁場分布于軸向長度有關的系數(shù)；傳感器將感應電動勢作為流量信號,傳送

16、到轉換器,經(jīng)放大,變換濾波等信號處理后,用帶背光的點陣式液晶顯示瞬時流量和累積流量.07電磁流量計的日常維護僅需對儀表作周期性直觀檢查,檢查儀表周圍環(huán)境,掃除塵垢,保證不進水和其他物質,檢查接線是否良好,檢查儀表附近有否新裝強電磁場設備或有新裝電線橫跨儀表.假設是測量介質容易沾污電極或在測量管壁內(nèi)沉淀、結垢、應定期作清垢、清洗.故障查找流量計開始投運或正常投運一段時間后發(fā)現(xiàn)儀表工作不正常,應首先檢查流量計外部情況,如電源是否良好、管道是否泄露或處于非滿管狀態(tài)、管道內(nèi)是否有氣泡、信號電纜是否損壞、轉換器輸出信號(即后位儀表輸入回路)是否開路.切記盲目拆修流量計.傳感器檢查測試設備：500M)絕緣

17、電阻測試儀一臺,萬用表一只.測試步驟：(1)在管道充滿介質的情況下,用萬用表測量接線端子A、B與C之間的電阻值,A-C、B-C之間的阻值應大至相等.假設差異在1倍以上,可能是電極出現(xiàn)滲漏、測量管外壁或接線盒內(nèi)有冷凝水吸附.(2) 在襯里枯燥情況下,用MQ表測A-C、B-C之間的絕緣電阻(應大于200MD).再用萬用表測量端子A、B與測量管內(nèi)二只電極的電阻(應呈短路連通狀態(tài)).假設絕緣電阻很小,說明電極滲漏,應將整套流量計返廠維修.假設絕緣有所下降但仍有50MD以上且步驟(1)的檢查結果正常,那么可能是測量管外壁受潮,可用熱風機對外殼內(nèi)部進行烘干.(3)用萬用表測量X、Y之間的電阻,假設超過20

18、0Q,那么勵磁線圈及其引出線可能開路或接觸不良.拆下端子板檢查.(4)檢查X、Y與C之間的絕緣電阻,應在200MD以上,假設有所下降,用熱風對外殼內(nèi)部進行烘干處理.實際運行時,線圈絕緣性下降將導致測量誤差增大、儀表輸出信號不穩(wěn)定.(5)如判定傳感器有故障,請與電磁流量計生產(chǎn)廠家聯(lián)系,一般現(xiàn)場無法解決,需到廠家維修.轉換器檢查如判定是轉換器故障,經(jīng)檢查外部原因沒問題的情況下,請與電磁流量計生產(chǎn)廠家聯(lián)系,家一般會采取更換線路板的方式解決.電極的維護1 .在使用電磁流量計之前,要先用標準的PH值溶液來標定電磁流量計.標定之后在操作之前,大家一定要注意先用蒸儲水把電磁流量計的電極清洗一遍,然后再用測液

19、清洗再一次清洗電極.2 .如果不使用電磁流量計,要取下電磁流量計電極的時候,大家要注意不要讓電極的觸感器與硬物碰撞了,否那么只要是出現(xiàn)損傷都會影響到電極的使用的.3 .使用電磁流量計結束之后,大家要把電磁流量計的電極套給套上,里面少放一些飽和溶液,只要保證電極的球泡是濕潤的就可以了,但是記住不要放在蒸儲水中浸泡.4 .平常要注意電極保持干凈,不要讓它的兩邊輸出出現(xiàn)了短路的情況,不然的話會使得測量不準確,影響電磁流量計的使用的.其實,維護電磁流量計電極的方法還有很多,大家在使用過程中要多加注意,不要由于自己一點小小的疏忽造成了電磁流量計日后無法正常使用.故障分析1 .調(diào)試期故障調(diào)試期故障一般出現(xiàn)

20、在儀表安裝調(diào)試階段,一經(jīng)排除,在以后相同條件下不會再出現(xiàn).常見的調(diào)試期故障通常由安裝不妥、環(huán)境干擾以及流體特性影響等原因引起.2 .安裝方面通常是電磁流量傳感器安裝位置不正確引起的故障,常見的如將傳感器安裝在易積聚氣體的管系最高點；或安裝在自上而下的垂直管上,可能出現(xiàn)排空；或傳感器后無背壓,流體直接排入大氣而形成測量管內(nèi)非滿管.3 .環(huán)境方面通常主要是管道雜散電流干擾,空間強電磁波干擾,大型電機磁場干擾等.管道雜散電流干擾通常采取良好的單獨接地保護就可獲得滿意結果,但如遇到強大的雜散電流如電解車間管道,有時在兩電極上感應的交流電勢峰值Vpp可高達1V,尚需采取另外舉措和流量傳感器與管道絕緣等.

21、空間電磁波干擾一般經(jīng)信號電纜引入,通常采用單層或多層屏蔽予以保護.4 .流體方面被測液體中含有均勻分布的微小氣泡通常不影響電磁流量計的正常工作,但隨著氣泡的增大,儀表輸出信號會出現(xiàn)波動,假設氣泡大到足以遮蓋整個電極外表時,隨著氣泡流過電極會使電極回路瞬間斷路而使輸出信號出現(xiàn)更大的波動.低頻方波勵磁的電磁流量計測量固體含量過多漿液時,也將產(chǎn)生漿液噪聲,使輸出信號產(chǎn)生波動.測量混合介質時,如果在混合未均勻前就進入流量傳感進行測量,也將使輸出信號產(chǎn)生波動.電極材料與被測介質選配不當,也將由于化學作用或極化現(xiàn)象而影響正常測量.應根據(jù)儀表選用或有關手冊正確選配電極材料.5 .運行期故障運行期故障是電磁流

22、量計經(jīng)調(diào)試并正常運行一段時期后出現(xiàn)的故障,常見的運行期故障根本由流量傳感器內(nèi)壁附著層、雷電打擊和環(huán)境條件變化等因素引起.6 .傳感器內(nèi)壁附著層由于電磁流量計常用來測量臟污流體,運行一段時間后,常會在傳感器內(nèi)壁積聚附著層而產(chǎn)生故障.這些故障往往是由于附著層的電導率太大或太小造成的.假設附著物為絕緣層,那么電極回路將出現(xiàn)斷路,儀表不能正常工作；假設附著層電導率顯著高于流體電導率,那么電極回路將出現(xiàn)短路,儀表也不能正常工作.所以,應及時去除電磁流量計測量管內(nèi)的附著結垢層.7 .雷電打擊雷擊容易在儀表線路中感應出高電壓和浪涌電流,使儀表損壞.它主要通過電源線或或者勵磁線圈或者傳感器與轉換器之間的流量信

23、號線等相關途徑引入,尤其是從限制室電源線引入占絕大局部.8 .環(huán)境條件變化在調(diào)試期間由于環(huán)境條件尚好例如沒有干擾源,流量計工作正常,此時往往容易疏忽安裝條件例如接地并不怎么良好.在這種情況下,一旦環(huán)境條件變化,運行期間出現(xiàn)新的干擾源如在流量計附近管道上進行電焊,附近安裝上大型變壓器等,就會干擾儀表的正常工作,流量計的輸出輸出信號就會出現(xiàn)波動.常見故障典型故障診斷及處理1 .無流量輸出.檢查電源局部是否存在故障,測試電源電壓是否正常；測試保險絲通斷；檢查傳感器箭頭是否與流體流向一致,如不一致調(diào)換傳感器安裝方向；檢查傳感器是否充滿流體,如沒有充滿流體,更換管道或垂直安裝.2 .信號越來越小或忽然下

24、降.測試兩電極間絕緣是否破壞或被短路,兩電極間電阻值正常在70100之間；測量管內(nèi)壁可能沉積污垢,應清洗和擦拭電極,切勿劃傷內(nèi)襯.測量管襯里是否破壞,如破壞應予以更換.3 .零點不穩(wěn)定,檢查介質是否充滿測量管及介質中是否存在氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器,如水平安裝可改成垂直安裝；檢查儀表接地是否完好,如不好,應進行三級接地接地電阻W100Q；檢查介質電導率應不小于5s/cm;檢查介質是否淤積于測量管中,去除時注意不要將內(nèi)襯劃傷.4 .流量指示值與實際值不符.檢查傳感器中的流體是否充滿管,有無氣泡,如有氣泡可在上游加裝消氣器；檢查各接地情況是否良好；檢查流量計上游是否有閥,如有,移至下游或使之